(57)【要約】【課題】  気液混合流体からの処理液の分離効率を向上させることができる気液分離装置を提供する。【解決手段】  処理部から排出される気液混合流体を導入するための導入配管１４、導入配管１４に連通し底部に液溜部１８が設けられた流体流入室２２、流体流入室２２の上方に配置され流体流入室２２から流れ込んだ気液混合流体中の処理液のミストを付着させて液滴化し気体を通過させるミスト捕捉部材２８が装填され、液滴化した処理液を流体流入室２２内へ重力により流下させる気液分離部２４、気液分離部２４のミスト捕捉部材２８内部を通過した気体を排出するための排気用配管１６、および、液溜部１８に溜まった処理液３０を排出するための処理液配管２０を備えて気液分離装置１０を構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理部から排出され気体中に処理液のミストが含まれた気液混合流体から処理液を分離して排気する気液分離装置において、
処理部から排出される気液混合流体を導入するための導入配管と、
この導入配管に連通し底部に処理液流出部が設けられた流体流入室と、
この流体流入室の上方に配置され、流体流入室から流れ込んだ気液混合流体中の処理液のミストを付着させて液滴化するとともに気体を通過させるミスト捕捉部材が装填され、そのミスト捕捉部材に付着して液滴化した処理液を前記流体流入室内へ重力により流下させる気液分離部と、
この気液分離部のミスト捕捉部材内部を通過した気体を排出するための排気用配管と、
前記流体流入室の底部に流下して処理液流出部に集められた処理液を排出もしくは回収するための処理液配管と、
を備えたことを特徴とする気液分離装置。
【請求項２】
筐体の内部を上・下に区切って、下方側の空間が前記流体流入室とされ、上方側の区画が前記気液分離部とされた請求項１記載の気液分離装置。
【請求項３】
前記流体流入室の処理液流出部に、前記処理液配管に連通し処理液を一時的に溜めて間欠的に処理液配管内へ自然流下させる液溜部が形設された請求項１または請求項２記載の気液分離装置。
【請求項４】
前記液溜部が、上端が流体流入室の底面に開口し軸線が鉛直方向とされ内径が前記処理液配管の内径より大きくされた円筒状に形成され、その底面に処理液配管が連通した請求項３記載の気液分離装置。
【請求項５】
前記ミスト捕捉部材が毛様体の集合物である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の気液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、基板に対し処理液を供給して基板をウェット処理する基板処理装置などから排気される処理液のミストを含んだ気液混合流体から処理液を分離する気液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）装置、半導体装置等の製造プロセスにおいては、ガラス基板、半導体ウエハ等の基板に対し各種の処理液を供給して洗浄、塗布、現像、エッチング、剥離等の各種の処理が施される。これらの基板の処理が行われる基板処理部からは、空気等の気体中に処理液のミストが含まれた気液混合流体が排出される。この気液混合流体中にはエッチング液や洗浄液などのミストが含まれているため、基板処理部から排出される気液混合流体の排気経路の途中に気液分離器（ミストコレクタ）を設置し、気液混合流体中から処理液を分離した後に、気液分離器から気体を排出するとともに、気液分離器において分離された処理液を集めて排液しあるいは回収するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は、従来の気液分離装置を基板処理装置と共に示す概略構成図である。図示例では、基板処理装置１は、処理チャンバ２の内部にエッチング液、洗浄液等の処理液のスプレイパイプ３を配設した構成を有し、処理チャンバ２内において基板Ｗを水平方向へ搬送しながらスプレイパイプ３の複数個のノズルから基板Ｗに対し処理液を噴射して、基板Ｗの処理を行う。処理チャンバ２には、処理チャンバ２から排出される処理液のミストを含んだ気液混合流体を気液分離装置５へ送給するための導入配管４が連通接続されており、導入配管４の先端部が気液分離装置５の流体導入口６に接続されている。気液分離装置５は、筐体状をなし、天井部に排気用配管７が連通接続されており、底部に処理液配管８が連通接続されている。また、気液分離装置５の筐体内部には、気液分離装置５に導入された気液混合流体中の処理液のミストを付着させて液滴化するとともに気体を通過させるミスト捕捉部材９が装填されている。ミスト捕捉部材９は、例えば、合成樹脂材で形成された多数の毛様体を絡み合わせた集合物で構成されている。
【０００４】
処理チャンバ２から排出される処理液のミストを含んだ気液混合流体が、上記構成を備えた気液分離装置５の筐体内へ導入されると、気液混合流体中のミストは、ミスト捕捉部材９の毛様体と接触して毛様体に付着し、液滴化して重力により流下し、気液分離装置５の筐体底部に溜まり、筐体底部から処理液配管８を通って流出し、ドレンとして廃棄されあるいは回収される。一方、気体は、ミスト捕捉部材９の内部を通過して、ミストが除去された状態で排気用配管７を通って排出される。
【特許文献１】特開平６−４５３１０号公報（第６−１０頁、図１−図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２に示した気液分離装置５においては、筐体の内部全体にミスト捕捉部材９が装填されているため、ミスト捕捉部材９の毛様体に付着して液滴化した処理液が毛様体を伝って筐体底部まで流下するのに時間がかかり、また、筐体底部に溜まった処理液も処理液配管８との接続口の方へ流れにくい。このため、ミスト捕捉部材９の毛様体に付着して液滴化した処理液の一部が蒸発し、蒸気となって空気等と共に排気用配管７を通って排出される、といったことが起こる。ミスト捕捉部材９の毛様体の密度を小さくする（空隙率を大きくする）と、液滴化した処理液が筐体底部まで流下し易くなり、また、筐体底部に溜まった処理液も流れ易くなるが、ミスト捕捉部材９の毛様体に付着して液滴化する処理液の量が少なくなり、空気等の気体と共に処理液のミストが排気用配管７を通って排出されることとなる。このように、従来の気液分離装置５では、いずれにしても気液混合流体からの処理液の分離効率が余り良くない、といった問題点がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、気液混合流体からの処理液の分離効率を向上させることができる気液分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、処理部から排出され気体中に処理液のミストが含まれた気液混合流体から処理液を分離して排気する気液分離装置において、処理部から排出される気液混合流体を導入するための導入配管と、この導入配管に連通し底部に処理液流出部が設けられた流体流入室と、この流体流入室の上方に配置され、流体流入室から流れ込んだ気液混合流体中の処理液のミストを付着させて液滴化するとともに気体を通過させるミスト捕捉部材が装填され、そのミスト捕捉部材に付着して液滴化した処理液を前記流体流入室内へ重力により流下させる気液分離部と、この気液分離部のミスト捕捉部材内部を通過した気体を排出するための排気用配管と、前記流体流入室の底部に流下して処理液流出部に集められた処理液を排出もしくは回収するための処理液配管と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の気液分離装置において、筐体の内部を上・下に区切って、下方側の空間が前記流体流入室とされ、上方側の区画が前記気液分離部とされたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の気液分離装置において、前記流体流入室の処理液流出部に、前記処理液配管に連通し処理液を一時的に溜めて間欠的に処理液配管内へ自然流下させる液溜部を形設したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の気液分離装置において、前記液溜部が、上端が流体流入室の底面に開口し軸線が鉛直方向とされ内径が前記処理液配管の内径より大きくされた円筒状に形成され、その底面に処理液配管が連通したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の気液分離装置において、前記ミスト捕捉部材が毛様体の集合物であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の気液分離装置においては、処理部から排出された気液混合流体が導入配管を通って流体流入室内へ導入され流体流入室から気液分離部へ流れ込む。気液混合流体が気液分離部へ流れ込むと、気液混合流体中の処理液のミストは、ミスト捕捉部材と接触してミスト捕捉部材に付着し液滴化する。液滴化した処理液は、重力により流下して、気液分離部から流体流入室内へ滴下し、流体流入室底部の処理液流出部に集められ、処理液流出部から処理液配管を通って流出し、ドレンとして排出されあるいは回収される。一方、気体は、ミスト捕捉部材の内部を通過し排気用配管を通って排出される。このように、ミスト捕捉部材に付着して液滴化した処理液は、比較的速やかに気液分離部から流体流入室内へ流下して流体流入室底部の処理液流出部に集められるので、液滴化した処理液の一部が蒸発し蒸気となって空気等と共に排気用配管を通って排出される、といったことが抑えられる。また、気液混合流体が導入配管から流体流入室内へ導入されるときの断熱膨張作用により流体の温度が低下し、この温度低下によっても、液滴化した処理液の蒸発が抑制されることとなる。
したがって、請求項１に係る発明の気液分離装置を使用すると、気液混合流体からの処理液の分離効率を向上させることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明の気液分離装置では、１つの筐体内において気液混合流体からの処理液の分離が効率良く行われ、設置スペースを小さくすることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明の気液分離装置では、流体流入室底部の処理液流出部に集められた処理液が液溜部に一時的に溜められ、液溜部に一定量以上の処理液が溜まると、その処理液自体の重みにより処理液が間欠的に処理液配管内へ自然流下して排出される。このように、流体流入室底部の処理液流出部に集められた処理液が液溜部に溜められるので、処理液の液面の面積、すなわち処理液の蒸発面となる気液界面の面積が小さくなる。このため、液滴化して処理液流出部に集められた処理液の蒸発が抑えられ、気液混合流体からの処理液の分離効率が向上する。また、処理液が液溜部に溜まることにより、処理液配管の上端口が処理液で塞がれる。このため、流体流入室と処理液配管との連通が遮断され、排気用配管を通した排気効率が向上する。
【００１５】
請求項４に係る発明の気液分離装置では、流体流入室底部の処理液流出部に集められた処理液は、円筒状の液溜部に一時的に溜められ、液溜部に一定量以上の処理液が溜まると、その処理液自体の重みにより処理液が間欠的に細径の処理液配管内へ自然流下して排出される。そして、液溜部に溜まった処理液は、液溜部の断面積分に相当する液面を介して気体と接触するだけであるので、液滴化して処理液流出部に集められた処理液の蒸発が抑えられ、気液混合流体からの処理液の分離効率が向上する。
【００１６】
請求項５に係る発明の気液分離装置では、気液分離部へ流れ込んだ気液混合流体中のミストが毛様体と接触して毛様体に付着し液滴化する。そして、毛様体の充填密度を適切に設定することにより、気液混合流体からの処理液の分離効率を向上させるとともに排気効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の最良の実施形態について図１を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施形態の１例を示し気液分離装置の概略構成を示す断面図である。
【００１８】
この気液分離装置１０は、図示しない基板処理装置から排出される気液混合流体、例えば空気中にエッチング液、洗浄液等の処理液のミストを含んだ気液混合流体を導入するための導入配管１４が連通接続された密閉形のボックス１２を備えている。ボックス１２の天井部には、排気用配管１６が連通接続されている。また、ボックス１２の底部には、上端がボックス１２の底面に開口し軸線が鉛直方向とされた円筒状の液溜部１８が形設されている。そして、液溜部１８の底面に、液溜部１８の内径より小さい内径の処理液配管２０が連通して接続されている。また、ボックス１２の底面は、周囲から液溜部１８の上端開口面に向かって下向きに傾斜するようにテーパー面に形成されている。
【００１９】
ボックス１２の内部は上・下に区切られていて、下方側の空間が流体流入室２２となり、上方側の区画が気液分離部２４となっている。そして、導入配管１４に連通する流体導入口２６が流体流入室２２に開口するように、流体流入室２２より下方に導入配管１４が配置されボックス１２に接続されている。気液分離部２４には、その下方の流体流入室２２から流れ込む気液混合流体中の処理液のミストを付着させて液滴化するとともに空気を通過させるミスト捕捉部材２８が装填されている。ミスト捕捉部材２８は、例えば、合成樹脂材で形成された多数の毛様体を絡み合わせた集合物で構成されている。このミスト捕捉部材２８の毛様体と接触し付着して液滴化した処理液は、毛様体を伝って重力により流下する。
【００２０】
基板処理装置から排出された気液混合流体が上記構成の気液分離装置１０へ送給され、導入配管１４を通って流体導入口２６から流体流入室２２へ気液混合流体が流入すると、気液混合流体は、流体流入室２２から気液分離部２４へ流れ込む。そして、気液混合流体がミスト捕捉部材２８の内部を通過する間に、気液混合流体中の処理液のミストが毛様体と接触して毛様体に付着し液滴化する。液滴化した処理液は、毛様体を伝って流下し、気液分離部２４から流体流入室２２内へ滴下する。流体流入室２２の底部に流下した処理液は、傾斜に沿って液溜部１８の方へ流動し、液溜部１８内に流入して一時的に溜められる。そして、液溜部１８に一定量以上の処理液３０が溜まると、処理液３０は、それ自体の重みにより間欠的に処理液配管２０内へ自然流下し、ドレンとして排出されあるいは回収される。一方、処理液のミストが分離除去された空気は、ミスト捕捉部材２８の毛様体間の空隙を通り気液分離部２４から排気用配管１６内へ流入し、排気用配管１６を通って排出される。
【００２１】
上記したように、この気液分離装置１０では、ミスト捕捉部材２８により液滴化された処理液は、比較的速やかに気液分離部２４から流体流入室２２内へ流下して、液溜部１８に集められる。また、液溜部１８に溜まった処理液３０は、液溜部１８の断面積分に相当する液面を介して空気と接触するだけである。さらに、気液混合流体が導入配管１４から流体流入室２２内へ導入されるときの断熱膨張作用により流体の温度が低下し、ボックス１２内部の温度上昇が抑制される。これらのため、一旦液滴化した処理液の蒸発が抑えられ、液滴化した処理液の一部が蒸発し蒸気となって空気と共に排気用配管１６を通って排出される、といったことが防止されるので、気液混合流体からの処理液の分離効率が向上することとなる。また、処理液３０が液溜部１８に溜まることにより、処理液配管２０の上端口が処理液３０で塞がれる。このため、流体流入室２２と処理液配管２０との間の空気の流通が遮断され、ボックス１２内から排気用配管を通して行われる排気の効率が向上する。
【００２２】
なお、上記した実施形態では、１つのボックス１２の内部を上・下に区切って流体流入室２２と気液分離部２４とを設けるようにしているが、上・下に２つのボックスを連設してボックス同士を流通させ、下側のボックスを流体流入室とし上側のボックスを気液分離部とする構成としてもよい。また、気液分離部２４に装填するミスト捕捉部材２８としては、毛様体の集合物に限らず、気体の通路となる適度の空隙を有し処理液のミストを付着させて液滴化することができるものであれば使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し気液分離装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】従来の気液分離装置を基板処理装置と共に示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  気液分離装置
１２  ボックス
１４  導入配管
１６  排気用配管
１８  液溜部
２０  処理液配管
２２  流体流入室
２４  気液分離部
２６  流体導入口
２８  ミスト捕捉部材
３０  処理液
【図１】
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【図２】
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